DE1008762B - Steam distribution for surface condenser - Google Patents
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Description
Dampfverteilung für Oberflächenkondensator Bei Oberflächenkondensatoren, welche aus mehreren in bezug auf das zu kondensierende Medium parallel geschalteten Kondensatorelementen bestehen, die über eine gemeinsame Luftabsaugeleitung an eine Absaugevorrichtung angeschlossen sind, bereitet eine gleichmäßige Dampfverteilung auf die einzelnen Kondensatorelemente erhebliche Schwierigkeiten. Dies gilt insbesondere für luftgekühlte Kondensatoren, bei welchen der Dampf den einzelnen Kondensatorelementen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird und bei welchen infolge der auf alle Kondensatorelemente praktisch in gleicher Weise wirkenden Luftabsaugung und der gleichen Dampftemperatur zwischen den einzelnen Kondensatorelementen nur sehr geringe Druckunterschiede vorhanden sind.Steam distribution for surface condenser For surface condensers, which of several connected in parallel with respect to the medium to be condensed There are capacitor elements that are connected to a common air suction line Suction device are connected, prepares an even distribution of steam considerable difficulties on the individual capacitor elements. This is especially true for air-cooled condensers, in which the steam passes through the individual condenser elements is supplied at a low flow rate and at which as a result of the Air suction acting in practically the same way on all capacitor elements and the same vapor temperature between the individual capacitor elements only there are very slight pressure differences.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Dampfverteilung hat man bereits vorgeschlagen, in der Dampfverteilerleitung oder in den Dampfverteilerkammern Leit- oder Regelvorrichtungen anzuordnen, durch welche der Strömungsquerschnitt in den Zuführungsleitungen der Kondensatorelemente verändert werden kann. Abgesehen davon, daß durch eine derartige Drosselung sich unerwünschte und in vielen Fällen untragbare Druckverluste ergeben, erlauben diese Verteilervorrichtungen nur eine verhältnismäßig grobe Regelung der Dampfverteilung, welche insbesondere bei geringen Dampfgeschwindigkeiten und hohem spezifischem Dampfvolumen unzureichend ist.In order to achieve an even distribution of steam, one already has proposed that ducting in the steam distribution line or in the steam distribution chambers or to arrange control devices through which the flow cross-section in the Feed lines of the capacitor elements can be changed. Apart from this, that such a throttling is undesirable and in many cases unacceptable Resulting pressure losses, these distribution devices allow only one relatively rough regulation of the steam distribution, which is particularly important at low steam speeds and high specific vapor volume is insufficient.
Erfindungsgemäß lassen sich die den vorbekannten Dampfverteilungen anhaftenden Nachteile dadurch vermeiden, daß bei einem Oberflächenkondensator, dessen in bezug auf das zu kondensierende Medium parallel geschaltete Kondensatorelemente über eine gemeinsame Luftabsaugeleitung an eine Luftabsaugevorrichtung angeschlossen sind, mindestens ein Teil der Kondensatorelemente über voneinander getrennte Verbindungsleitungen an eine zweite, zur Hauptabsaugeleitung parallel geschaltete Zusatzabsaugeleitung angeschlossen ist und daß in den Verbindungsleitungen unabhängig voneinander einstellbare Drosselvorrichtungen vorgesehen sind. Durch diese zusätzliche Luftabsaugeleitung läßt sich in einfacher Weise das in den einzelnen Kondensatorelementen herrschende Vakuum unabhängig von den Druckverhältnissen in der Hauptabsaugeleitung mit jeder gewünschten Genauigkeit einstellen. Hierdurch ist es möglich, auch geringfügige Unterschiede im Strömungswiderstand der einzelnen Kondensatorelemente und der zu ihnen führenden Verteilerleitungen, welche bei geringen Dampfgeschwindigkeiten und hohem spezifischem Dampfvolumen bereits zu erheblichen Störungen der Dampfverteilung führen können, auszugleichen und eine gleichmäßige Beaufschlagung sämtlicher Kondensatorelemente zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dampfverteilung besteht darin, daß sich infolge unterschiedlicher Druckverhältnisse in den Kondensatorelementen gegebenenfalls bildende Luftpolster in einfacher Weise durch Erhöhung des Vakuums in dem betreffenden Kondensatorelement ohne Beeinflussung der Dampfverteilung und Luftabsaugung in den übrigen Kondensatorelementen absaugen lassen. Obwohl es in manchen Fällen genügt, nur einen Teil der Kondensatorelemente an eine derartige Zusatzabsaugeleitung anzuschließen, wird es sich meistens empfehlen, sämtliche _Kondensatorelemente an diese Zusatzabsaugeleitung anzuschließen.According to the invention, the previously known vapor distributions Adhering disadvantages avoid that in a surface capacitor, its capacitor elements connected in parallel with respect to the medium to be condensed Connected to an air suction device via a common air suction line are, at least some of the capacitor elements via separate connecting lines to a second additional suction line connected in parallel to the main suction line is connected and that independently adjustable in the connecting lines Throttle devices are provided. Through this additional air suction line the prevailing in the individual capacitor elements can be determined in a simple manner Vacuum regardless of the pressure conditions in the main suction line with each set the desired accuracy. This makes it possible, even minor ones Differences in the flow resistance of the individual capacitor elements and the to them leading distribution lines, which at low steam speeds and high specific steam volume already leads to considerable disturbances of the steam distribution can lead to balance and a uniform application of all capacitor elements to ensure. Another advantage of the steam distribution proposed according to the invention is that due to different pressure conditions in the capacitor elements possibly forming air cushions in a simple manner by increasing the vacuum in the relevant capacitor element without influencing the vapor distribution and Allow air to be extracted in the remaining condenser elements. Although it is in In some cases, it is sufficient to connect only some of the capacitor elements to one of these To connect an additional suction line, it will usually be advisable to remove all of the condenser elements to be connected to this additional suction line.
Haupt- und Zusatzabsaugeleitung können an eine gemeinsame Luftabsaugeleitung angeschlossen sein. Es ist jedoch auch möglich,Haupt-undZusatzabsaugeleitung an voneinander getrennte Luftabsaugevorrichtungen anzuschließen. Zweckmäßig ist es, wenn die Zusatzabsaugeleitung eine geringere Druckdifferenz zwischen Luftabsaugevorrichtung und Kondensatorelement aufweist als die Hauptabsaugeleitung. Auf diese Weise erreicht man, daß bei geöffneten Drosselvorrichtungen in den in die Kondensatorelemente mündenden Ansaugeöffnungen der Zusatzabsaugeleitung ein größerer Unterdruck herrscht als in den Ansaugeöffnungen der Hauptabsaugeleitung. Der in den einzelnen Ansaugeöffnungen der Zusatzabsaugeleitung herrschende Unterdruck läßt sich durch Betätigung der in den Verbindungsleitungen zwischen Zusatzabsaugeleitung und Kondensatorelementen vorgesehenen Drosselvorrichtungen bei Bedarf schnell und unabhängig voneinander regeln, so daß eine sehr genaue Einstellung des in den einzelnen Kondensatorelementen herrschenden Vakuums möglich ist.The main and additional suction lines can be connected to a common air suction line be connected. However, it is also possible to connect the main and additional suction lines to connect separate air suction devices. It is useful if the additional suction line has a lower pressure difference between the air suction device and having a capacitor element as the main suction line. Achieved this way one that opens into the condenser elements when the throttle devices are open There is a greater negative pressure than in the suction openings of the additional suction line the suction openings of the main suction line. The one in the individual suction openings The negative pressure prevailing in the additional suction line can be reduced by actuating the in the connecting lines between the additional suction line and the capacitor elements provided throttle devices, if necessary, quickly and independently of one another regulate so that a very exact setting of the in each Capacitor elements prevailing vacuum is possible.
In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Dampfverteilung mit einem in die Hauptabsaugeleitung eingeschalteten Nachkühler in schematischer Darstellung, Fig.2 eine Dampfverteilung ohne Nachkühler in der Hauptabsaugeleitung in schematischer Darstellung, Fig.3 eine Dampfverteilung ohne Nachkühler in der Hauptabsaugeleitung mit getrennter Luftabsaugevorrichtung für die Zusatzabsaugeleitung, gleichfalls in schematischer Darstellung.In the drawing, the invention is explained using two exemplary embodiments. 1 shows a steam distribution with a switched on in the main suction line Aftercooler in a schematic representation, Fig. 2 a steam distribution without aftercooler in the main suction line in a schematic representation, Fig. 3 a steam distribution without aftercooler in the main suction line with separate air suction device for the additional suction line, also in a schematic representation.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Dampfverteilung wird der zu kondensierende Dampf durch die sich konisch verjüngende Dampfverteilerleitung 1 den parallel geschalteten Kondensatotelementen-2 über die Anschlußstutzen 3 zugeführt. Die Kondensatorelemente 2 sind als luftgekühlte Oberflächenkondensatoren mit einer Anzahl von parallel geschalteten Rippenrohren ausgebildet. Die Rippenrohre sind mit ihrem oberen Ende an eine Dampfverteilerkammer 4 und mit ihrem unteren Ende an eine Kondensatsammelkammer 5 angeschlossen. Die Kondensatsammelkammer 5 der Kondensatoreiemente2 ist über Verbindungsleitungen6 an eine zu einer Luftabsatigevorrichtung 7 führende Hauptabsaugeleitung 8 angeschlossen. Die Verbindungsleitungen 6 der Hauptabsaugeleitung 8 münden in den Boden der Kondensatsammelkaminern 5. In die Hauptabsaugeleitung 8 sind ein Kondensatsammelbehälter 9, ein Drosselschieber 10 sowie ein Nachkühler 11 eingeschaltet.In the case of the steam distribution shown in FIG. 1, the steam to be condensed Steam through the conically tapering steam distribution line 1 to the parallel connected Condensate elements-2 supplied via the connecting piece 3. The capacitor elements 2 are air-cooled surface capacitors with a number of parallel-connected Formed finned tubes. The upper end of the finned tubes is connected to a steam distribution chamber 4 and connected at its lower end to a condensate collection chamber 5. the Condensate collection chamber 5 of the condenser elements2 is via connecting lines6 connected to a main suction line 8 leading to an air suction device 7. The connecting lines 6 of the main suction line 8 open into the bottom of the condensate collection chimneys 5. In the main suction line 8 are a condensate collecting tank 9, a throttle slide 10 and an aftercooler 11 switched on.
Die Kondensatorelemente 2 sind zusätzlich über voneinander getrennte Verbindungsleitungen 12 an eine zur Hauptahsaugeleitung 8 parallel geschaltete Zusatzabsaugeleitung 13 angeschlossen. Für die Hauptabsaugeleitung 8 und die Zusatzabsaugeleitung 13 ist eine gemeinsame Luftabsaugevorrichtung7 vorgesehen. In den Verbindungsleitungen 12 der Zusatzabsaugele.itung 13 sind unabhängig voneinander einstellbare Drosselvorrichtungen 14 angeordnet. Die Verbindungsleitungen 12 münden im .oberen Bereich der Kondensatsammelkamme@rn 5 in die Kondensatorelemente 2. Hierdurch ist gewährleistet, daß durch die Verbindungsleitungen 12 kein Kondensat mit abgesaugt wird.The capacitor elements 2 are also separated from one another Connecting lines 12 to an additional suction line connected in parallel to the main suction line 8 13 connected. For the main suction line 8 and the additional suction line 13 a common air suction device 7 is provided. In the connecting lines 12 of the Zusatzabsaugele.itung 13 are independently adjustable throttle devices 14 arranged. The connecting lines 12 open in the .oberen area of the condensate collecting chamber @ rn 5 in the capacitor elements 2. This ensures that through the connecting lines 12 no condensate is extracted.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel herrscht an der Ansaugeseite der Luftabsaugevorrichtung 7 ein absoluter Druck von beispielsweise 0,02 ata. Bei einer bestimmten S.trömungsgesehwindigkei:t soll auf den Nachkühler 11 ein Druckgefälle von 100 mm Wassersäule und auf die Drosselvorrichtung 10 ein Druckgefälle von 200 mm Wassersäule entfallen, während sich. für die Hauptabsaugeleitung 8 einschließlich der Verbindungsleitungen 6 ein Druckverlust von insgesamt 50 mm Wassersäule ergibt. In den in die Kondensatsammelkammern 5 mündenden Ansaugeö ffnun;gen der Verbindungsleitungen 6 herrscht somit ein absoluter Druck von 0,055 ata. Die auf die Eondensatorelemente 2 und die Anschlu.ßleitungen 3 entfallende Druckdifferenz soll im vorliegenden Falle 50 mm Wassersäule betragen, so daß in der Verteilerleitung 1 sich ein absoluter Dampfdruck von 0,06 ata einstellt. Die Temperatur des mixt relativ geringer Geszhwindi:gke,it die Verteilerleitung 1 durchströmenden Naßdampfes beträgt etwa 36° C.In the embodiment shown in Fig. 1 prevails on the Suction side of the air suction device 7, an absolute pressure of, for example 0.02 ata. At a certain flow velocity, it should hit the aftercooler 11 a pressure gradient of 100 mm water column and on the throttle device 10 a Pressure drop of 200 mm water column is eliminated while. for the main suction line 8 including the connecting lines 6 a total pressure loss of 50 mm Gives a water column. In the suction openings opening into the condensate collection chambers 5 the connecting lines 6 therefore have an absolute pressure of 0.055 ata. the on the condenser elements 2 and the connecting lines 3 allotted pressure difference should be 50 mm water column in the present case, so that in the distribution line 1 an absolute vapor pressure of 0.06 ata is established. The temperature of the mixes relatively low Geszhwindi: gke, it the distribution line 1 flowing through the wet steam is about 36 ° C.
Obwohl die Zusatzabsau:geleitung 13 einen wesentlich - beispielsweise 3- bis 5fach - geringeren Strömungsquerschnitt aufweist als die Hauptabsaugeleitung 8, läßt sich bei voller Öffnung der in den Verbindungsleitungen 12 angeordneten Drosselschieber 14 in den Ansaugeröffnungen der Verbindungsleitungen 12 ein Druck von beispielsweise 0,035 ata erzielen. Die durch volle Öffnung der Drosselvorrichtungen 14 erzielbare Druckdifferenz von 200 mm Wassersäule zwischen den Ansaugeöffnungen der Verbindungsleitungen 12 und denen der N',erbindungsleitungen 6 steht für die Regelung der Dampfverteilung auf die einzelnen Kondensatorelemente2 zur Verfügung. Stellt sich beispielsweise heraus, daß das in Fig. 1 als letztes an die Dampfverteilerleitung 1 angeschlossene Kondensatorelement 2 nur mit 75°/o der Dampfmenge beaufschlagt ist, die auf das als erstes an die Dampfverteilerleitungl angeschlossene Kondensatorelement2 entfällt, so wird durch Öffnen der entsprechenden Drosselvorrichtung 14 der in der Sammelkammer 5 des zu gering beaufsc'hlagten Kondensatorelementes herrschende absolute Druck so weit verringert, bis das Kondensatorelement voll beaufsch@lagt ist. Auf diese Weise läßt sich ohne Beeinflussung der Luftabsaugun@g durch die Hauptabsau.geleitung 8 die Dampfverteilung auf die einzelnen Kondensatoarelemente 2 unabhängig voneinander einstellen. Da in den meisten Fällen nur ein kleiner Teil der Kondensatorelemente ohne zusätzliche idaßnahmen unzureichend beaufschlagt wird, genügt es, eine derartige zusätzliche Luftabsaugung nur an einigen wenigen Kondensatorelementen vorzunehmen. Für die übrigen Kondensatorelemente 2 kann daher die durch den Nachkühler 11 bewirkte Temperatur- und Volumenverminderung voll ausgenutzt werden. Da die Zusatzabsaugeleitung 13 und die Verbindungsleitungen 12 nur einen relativ geringen Strömungsquerschnitt besitzen, ergibt sich der weitere Vorteil, daß als Drosselvorrichtungen 14 verhältnismäßig kleine und leicht abzudichtende Schieber oder Ventile verwendet ,werden können.Although the Zusatzabsau: line 13 is an essential - for example 3 to 5 times smaller flow cross-section than the main suction line 8, can be arranged in the connecting lines 12 with full opening Throttle slide 14 in the suction openings of the connecting lines 12 a pressure achieve for example 0.035 ata. The through full opening of the throttle devices 14 achievable pressure difference of 200 mm water column between the suction openings of the connecting lines 12 and those of the N ', connecting lines 6 stands for the Regulation of the steam distribution to the individual condenser elements2 is available. If, for example, it turns out that the one in Fig. 1 is the last to be applied to the steam manifold 1 connected capacitor element 2 is only charged with 75% of the amount of steam which is connected to the first condenser element 2 connected to the steam distribution line is omitted, by opening the corresponding throttle device 14, the in the Collecting chamber 5 of the capacitor element, which is too little loaded, prevailing absolute Reduce the pressure until the capacitor element is fully loaded. on this can be done without influencing the air suction through the main suction line 8 the steam distribution on the individual condensate elements 2 independently of one another to adjust. Because in most cases only a small part of the capacitor elements is insufficiently applied without additional measures, it is sufficient to do this to carry out additional air extraction only on a few condenser elements. For the remaining capacitor elements 2, the effect caused by the aftercooler 11 can therefore be used Temperature and volume reduction can be fully exploited. Because the additional suction line 13 and the connecting lines 12 only have a relatively small flow cross section own, there is the further advantage that as throttle devices 14 relatively small and easy-to-seal gate valves or valves can be used.
Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform sind die Kondensatorelemente 2 gleichfalls über eine Hauptabsaugeleitung 8 und eine dazu parallel geschaltete Zusatzabsaugeleitung 13 an eine gemeinsame Luftabsaugevorric'htung 7 angeschlossen. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist in der Hauptabsau,geleitung 8 jedoch kein Nachkühler, sondern lediglich eine Drosselvorrichtung 10 vorgesehen. An Stelle eines Kondensatsammelbehälters ist ein Rohrsiphon 15 mit einer Abflu.ßleitung 15 a. für das Kondensat in die Hauptabsaugeleitung 8 eingeschaltet.In the embodiment shown in Figure 2, the capacitor elements 2 also via a main suction line 8 and one connected in parallel to it Additional suction line 13 is connected to a common air suction device 7. In contrast to the embodiment according to FIG. 1 is in the Hauptabsau, line 8, however, no aftercooler, but only a throttle device 10 is provided. Instead of a condensate collecting tank, there is a pipe siphon 15 with a discharge line 15 a. switched on for the condensate in the main suction line 8.
Der durch die Luftabsaugevorrichtung 7 erzeugte Unterdruck wird durch die Drosselvorrichtung 10 in Verbindung mit dem Strömungswiderstand' des Siphons 15, der Hauptabsaugleitung 8 und den Verbindungsleitungen 6 so weit vermindert, daß in den in die Kondensatsammelkammern 5 mündenden Ansaugeöffnungen der Verbindungsleitungen 6 ein um beispielsweise 150 mm Wassersäule höherer absoluter Druck herrscht, als sich bei voller Öffnung der Drosselvorrichtungen 14 in den A.nsaugeöffnunaen der Verbindungsleitungen 12 einstellt. Bei zu geringer Beaufschlagung einzelner Kondensatorelemente 2 werden die diesen zugeord= neten Drosselvorrichtungen 14 so weit geöffnet und dadurch die Lu.ftabsaugu:ng in diesen Kondensatorelementen in dem l@faße verstärkt, bis eine volle Dampfbeaufschlagung dieser Kondensatorelemente erreicht ist.The negative pressure generated by the air suction device 7 is through the throttle device 10 in connection with the flow resistance 'of the siphon 15, the main suction line 8 and the connecting lines 6 reduced so far, that in the 5 opening into the condensate collection chambers suction openings of the connecting lines 6 there is an absolute pressure higher than, for example, 150 mm water column when the throttle devices 14 are fully open in the A.nsaugeöffnunaen Connecting lines 12 adjusts. In case of insufficient loading of individual capacitor elements 2, the throttle devices 14 assigned to them are opened so far and as a result, the air extraction in these condenser elements in the barrel is increased, until these condenser elements have been fully charged with steam.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Hauptabsaugelei-tung 8 und die Zusatzabsaugeleitung 13 an voneinander getrennte Luftabsaugevorrichtu.ngen 7, 7a angeschlossen sind. Die Luftabsaugevorrichtung 7 ist für eine verhältnismäßig große Absaugemenge bei mäßigem Unterdruck ausgelegt, während die der Zusatzabsaugeleitung 13 zugeordnete Luf tal)saugevorrich,tung 7a.beigeringer Förderleistung einen hohen Unterdruck erzeugen soll. Bei dieser Anordnung läßt sich auch bei nur geringer Drosselung der Hauptabsaugeleitung 8 durch diie Drosselvorrich, tun.g 10 eine starke Druckdifferenz zwischen den in die Kondensatorelemente2 mündenden Ansaugeöffnungen der Verbindungsleitungen 6 der Hauptabsaugeleitung 8 und - bei entsprechender Öffnung der Drosselvorrichtungen 14 - den Ansaugeöffnungen der Verbindungsleitungen 12 der Zusatzabsaugeleitung 13 erreichen.Fig. 3 shows an embodiment in which the main suction line 8 and the additional suction line 13 to separate air suction devices 7, 7a are connected. The air suction device 7 is relative for a large suction volume designed with moderate negative pressure, while the the additional suction line 13 associated air valley) suction device, device 7a.beigeringer Delivery rate should generate a high negative pressure. With this arrangement can even with only slight throttling of the main suction line 8 by the throttle device, tun.g 10 a strong pressure difference between the condenser elements2 opening Suction openings of the connecting lines 6 of the main suction line 8 and - at corresponding opening of the throttle devices 14 - the suction openings of the connecting lines 12 of the additional suction line 13.
Auf die Anordnung einer Drosselvorrichtung 10 in der Hau.ptabsaugeleitung 8 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn in die Hauptabsaugeleitung 8 ein Nachkühler 11 eingeschaltet ist. Desgleichen ist es bei Verwendung von zwei getrennten Luftabsaugevorriehtungen für die Hauptabsaugeleitung 8 und die Zusatzabsaugeleitung 13 in vielen Fällen nicht erfordierlich, eine Drosselvorrichtung 10 in der Hauptabsaugeleitung 8 vorzusehen.On the arrangement of a throttle device 10 in the Hau.ptabsaugeleitung 8 can be dispensed with in particular if there is a main suction line 8 Aftercooler 11 is switched on. It is the same when using two separate ones Air suction devices for the main suction line 8 and the additional suction line 13 not necessary in many cases, a throttle device 10 in the main suction line 8 to be provided.
In Abweichung von der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform können auch nureinzelne, schlecht 4caufschlagte Elemente einer Kondensatoranlage, beispielsweise die als letzte an die Verteilerleitung 1 und die Hauptabsaugeleitung 8 angeschlossenen Elemente, an eine Zusatzabsaugeleitung13 angeschlossen sein. Für die Ableitung des Kondensats aus den Sammelkammern 5 der Kondensatorelemente 2 können auch besondere, von den Verbindungsleitungen 6 getrennte Abflußleitungen vorgesehen werden.In deviation from the embodiment shown in the drawing can also only single, badly loaded elements of a capacitor system, for example the last to the distribution line 1 and the main suction line 8 connected elements, be connected to an additional suction line13. For the drainage of the condensate from the collecting chambers 5 of the capacitor elements 2 can special drain lines separate from the connecting lines 6 are also provided will.
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